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J-GLOBAL ID：201002278615186318   整理番号：10A1075676

色素増感太陽電池における光誘起エネルギー移動及び電子移動過程: トリフェニルアミン色素に対する時間依存性密度汎関数理論(TDDFT)による洞察

Photoinduced Energy-Transfer and Electron-Transfer Processes in Dye-Sensitized Solar Cells: TDDFT Insights for Triphenylamine Dyes

著者 (1件)： PREAT Julien (Fac. Universitaires Notre-Dame de la Paix, Namur, BEL)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 114  号： 39  ページ： 16716-16725  発行年： 2010年10月07日 
JST資料番号： W1877A  ISSN： 1932-7447  CODEN： JPCCCK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ビニル基で結合した2個のトリフェニルアミン(TPA)単位と電子受容体のローダミン-3-酢酸単位を含む金属を含まない新規色素(2TPA-R)における光誘起電子注入とエネルギー移動の機構を理論的に検討した。最初に密度汎関数法と時間依存性密度汎関数法により,古典的Marcus理論の定式化に基づく分子内電荷移動(ICT)注入を制御する諸因子及びエネルギー移動(ET)速度定数を算出した: (1)電子カップリング,(2)再編成エネルギー,(3)Gibbsエネルギー変化。計算結果は実験値とよく一致し,(1)2つの励起状態(EE¹(低エネルギー)とEE²(高エネルギー))のエネルギーは各々2.78及び3.33eV,(2)これら2つの励起状態間のエネルギー移動はEE²からの電子注入と競合する,(3)2TPA-Rを3.33eVで励起すると緩和励起状態EE²とEE¹の間のエネルギー移動が直接起こり,EE²からの注入確率は弱い,(4)エネルギー移動はDexter機構によって支配される(Foerster速度定数/Dexter速度定数≒10^-4),ことが分かった。次に,これらの理論的検討を踏まえ,TPA主体の色素増感太陽電池の電子注入効率を改善するための色素分子の構造修飾について検討した。その結果,受容体単位として1-CN,2-COOHエチレン基を用い,TPA基をOMe基とCN基で修飾することにより,ICTに関連する重要なパラメータが改善されることを示した。

シソーラス用語： *密度汎関数法 ,  *太陽電池 ,  *エネルギー移動 ,  電子移動 ,  *キャリア注入 ,  Marcus理論 ,  電荷移動 ,  芳香族アミン
準シソーラス用語： トリフェニルアミン誘導体 ,  *時間依存性密度汎関数法 ,  *色素増感太陽電池 ,  *電子注入 ,  分子内電荷移動

分類 (4件)： 電気化学一般  (CB07010N) ,  光化学一般  (CB08010U) ,  太陽電池  (NC03084O) ,  分子の電子構造  (BH05010Q)

物質索引 (1件)： 5-[4-[[4-[2-[4-(ジフェニルアミノ)フェニル]エテニル]フェニル](フェニル)アミノ]ベンジリデン]-2-チオキソ-4-オキソチアゾリジン-3-酢酸

タイトルに関連する用語 (11件)： 色素増感太陽電池 ,  光誘起 ,  エネルギー移動 ,  電子 ,  移動過程 ,  トリフェニルアミン ,  色素 ,  時間依存性 ,  密度汎関数理論 ,  TDDFT ,  洞察